硫系锗基电极材料的制备与研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 付林 |
| 答辩日期 | 2017-05-23 |
| 文献子类 | 硕士 ; 学位论文 ; 硕士 ; 学位论文 |
| 授予单位 | 中科院青岛生物能源与过程研究所 |
| 授予地点 | 青岛 |
| 导师 | 二次电池，锗基负极材料，Cu2GeS3，锂活化，[Cu8Ge6Se19](C5H12N)6 |
| 关键词 | 电化学 |
| 学位专业 | 电动车和便携式电子产品消费市场的迅猛发展，使得高能量密度二次电池的需求全球性的增加。二次电池的能量密度主要取决于电极材料体系，也就是说研发新型高比容量负极材料对获得高能量密度二次电池是必要的。锗基材料由于其迷人的理论比容量（Li4.4Ge：1600 mAh/g，NaGe：369 mAh/g）被作为二次电池负极材料广泛研究。在本论文中，我们致力于研究高性能硫系锗基负极材料，主要研究内容包括以下几个方面： （1）通过水热法和硫化处理法成功制备三元锗基硫化物Cu2GeS3（CGS），第一次将CGS作为锂离子电池负极材料并研究它的电化学性能。结果证明CGS展现出卓越的循环稳定性（第2至第200次循环之间的容量损失率仅为0.079%）和高倍率容量。优异的电化学性能可以归因于CGS良好的锂离子扩散速率，以及材料的纳米结构能缓解充放电过程中的体积变化。更重要的是，这项工作为研发高性能锗基锂离子电池负极材料提供了一种新的选择。 （2）锂活化能诱发CGS无定型化，促进钠离子的固态扩散从而改善CGS的钠存储性能。CGS的锂活化通过单次嵌锂/脱锂处理实现，活化的CGS（a-CGS）在循环稳定性上展示出引人注目的改善（以100 mA/g的电流密度60次循环后，a-CGS的比容量比CGS提高约110 mAh/g）。当与Na3V2(PO4)3正极匹配组装全电池时，跟Na3V2(PO4)3/CGS对比，Na3V2(PO4)3/a-CGS全电池展现了良好的容量保持率（在100 mA/g的电流密度下，100次循环后的容量保持率由7%提高到86.9%），更好的倍率容量和更高的库伦效率。 （3）晶体构架材料是一种潜在的锂/钠离子电池负极材料。在该部分工作中，我们通过溶剂热法成功合成结晶[Cu8Ge6Se19](C5H12N)6（CGSe）材料，并探索它作为负极材料在锂/钠离子电池中的应用。晶体结构分析显示样品中存在相互连接的三维通道，孔状的结构有利于电解液的渗透和促进锂/钠离子的固态扩散。这项研究开启了结晶构架材料今后在二次电池中的探索。 |
| 其他题名 | 化学工程 |
| 英文摘要 | 中文 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2017-06-30 |
| 源URL | [http://ir.qibebt.ac.cn/handle/337004/9973]  |
| 专题 | 青岛生物能源与过程研究所_仿生能源与储能系统团队 |
| 作者单位 | 中科院青岛生物能源与过程研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 付林. 硫系锗基电极材料的制备与研究[D]. 青岛. 中科院青岛生物能源与过程研究所. 2017. |
入库方式： OAI收割
来源：青岛生物能源与过程研究所
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。